本實(shí)用新型涉及一種煤層氣測水裝置。

背景技術(shù)：

在煤層氣的排采過程中，需要通過抽排煤層中的水以降低煤層壓力從而使得煤層氣可以解吸排出。因此需要通過對煤層產(chǎn)水量的采集來掌握煤層氣井的生產(chǎn)狀況，以保證煤層氣井的正常生產(chǎn)運(yùn)行。

另外，不同的煤層氣井及其不同排采階段，在水的抽排過程中，排水量的變化范圍可能會比較大，且往往會伴隨著氣體及煤粉的排出。如果采用傳統(tǒng)的水流量計(jì)，其量程范圍通常無法覆蓋不同煤層氣井及不同排采階段的水量變化范圍；而且產(chǎn)出水中所帶的煤粉可能會堵死水流量計(jì)，導(dǎo)致水計(jì)量不準(zhǔn)或者儀表失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可在煤層氣排采過程中有效測量煤層產(chǎn)水量的煤層氣智能測水裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種煤層氣測水裝置，包括水箱，水箱設(shè)置有供煤層井產(chǎn)出水進(jìn)入水箱中的進(jìn)水端，以及供水箱內(nèi)的水排出的出口端，

所述水箱內(nèi)設(shè)置有對從進(jìn)水端進(jìn)入的煤層井產(chǎn)出水進(jìn)行接收的測水容器，以及驅(qū)動(dòng)測水容器在水箱內(nèi)翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，

所述測水容器內(nèi)設(shè)置有液位開關(guān)，處于水箱外設(shè)有用于接收液位開關(guān)信號的控制器，所述控制器內(nèi)設(shè)置有計(jì)時(shí)模塊。

進(jìn)一步地，所述水箱內(nèi)設(shè)置有自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述測水容器設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)置于水箱外驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，所述控制器控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)水端上設(shè)置有控制煤層井產(chǎn)出水通過進(jìn)水端進(jìn)入水箱中的第一控制閥。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)水端還連通有清水進(jìn)管，所述清水進(jìn)管上設(shè)置有控制清水進(jìn)管內(nèi)的水進(jìn)入水箱中的第二控制閥。

進(jìn)一步地，所述測水容器內(nèi)設(shè)置有對測水容器內(nèi)的水進(jìn)行渾濁度檢測的渾濁度傳感器，所述渾濁度傳感器將檢測的信息傳輸給控制器。

進(jìn)一步地，所述控制器連接有顯示裝置。

進(jìn)一步地，所述控制器連接有通訊模塊。

采用了上述技術(shù)方案，在對煤層井水流量進(jìn)行測量時(shí)，測水容器翻轉(zhuǎn)將其中的水倒空并恢復(fù)到初始位置，煤層產(chǎn)出水通過進(jìn)水端進(jìn)入測水容器中，控制器計(jì)時(shí)模塊記錄煤層產(chǎn)出水進(jìn)入測水容器中一直到液位開關(guān)位置的時(shí)間，而測水容器的容積是一定的，這樣便可以計(jì)算出煤層產(chǎn)出水的流量值，完成一次測水過程；通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使測水容器翻轉(zhuǎn)，這樣測水容器內(nèi)的水便被倒入水箱中并從水箱出口端排出，并使測水容器恢復(fù)至初始位置，開始下一次水流量測定。本實(shí)用新型可在煤層氣排采過程中測量產(chǎn)水量以及產(chǎn)水渾濁度，以便及時(shí)掌握煤層氣井的生產(chǎn)狀況；并可設(shè)定清洗周期或者根據(jù)煤粉產(chǎn)出量情況進(jìn)入自動(dòng)清洗模式，自動(dòng)清洗測水容器，避免容器底部堆積煤粉而影響測水精度，以保證裝置工作在最佳狀態(tài)，從而降低了人工現(xiàn)場維護(hù)的工作量及工作難度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型測水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中，1為水箱，2為進(jìn)水端，3為出口端，4為第一控制閥，5為測水容器，6為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，7為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，8為液位開關(guān)，9為清水進(jìn)管，10為第二控制閥，11為渾濁度傳感器，12為顯示裝置，13為通訊模塊，14為控制器。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參見圖1，一種煤層氣測水裝置，包括水箱1，水箱設(shè)置有供煤層井產(chǎn)出水進(jìn)入水箱中的進(jìn)水端2，以及供水箱內(nèi)的水排出的出口端3，煤層井產(chǎn)出水通過進(jìn)水端進(jìn)入水箱中，最終從出口端排出。在進(jìn)水端上設(shè)置有控制煤層井產(chǎn)出水通過進(jìn)水端進(jìn)入水箱中的第一控制閥4。

水箱內(nèi)設(shè)置有對從進(jìn)水端進(jìn)入的煤層井產(chǎn)出水進(jìn)行接收的測水容器5，測水容器的形狀可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，如圓形或方形等等，只要能夠便于標(biāo)定容積即可；以及驅(qū)動(dòng)測水容器在水箱內(nèi)翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6；水箱內(nèi)設(shè)置有自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸7，測水容器設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)測水容器以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)置于水箱外驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，控制器14控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。

在測水容器內(nèi)設(shè)置有液位開關(guān)8，控制器14處于水箱外接收液位開關(guān)的信號，控制器內(nèi)設(shè)置有計(jì)時(shí)模塊，對測水過程中進(jìn)行計(jì)時(shí)；控制器內(nèi)還包括處理模塊，用于根據(jù)輸入的運(yùn)行程序進(jìn)行處理數(shù)據(jù)。

為了對測水容器進(jìn)行清洗，進(jìn)水端還連通有清水進(jìn)管9，清水進(jìn)管上設(shè)置有控制清水進(jìn)管內(nèi)的水進(jìn)入水箱中的第二控制閥10。當(dāng)需要清洗測水容器時(shí)，關(guān)閉第一控制閥，開啟第二控制閥使清水進(jìn)入測水容器中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使測水容器產(chǎn)生晃動(dòng)，然后將測水容器內(nèi)的水倒入水箱中并排出；為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對測水容的清洗，測水容器內(nèi)設(shè)置有對測水容器內(nèi)的水進(jìn)行渾濁度檢測的渾濁度傳感器11，渾濁度傳感器將檢測的信息傳輸給控制器，這樣檢測到的渾濁度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器便會自動(dòng)進(jìn)入清洗模式。渾濁度傳感器可測量容器內(nèi)水的渾濁度變化，一方面可以根據(jù)渾濁度的變化決定自動(dòng)進(jìn)入清洗模式的頻度；另一方面可以用來檢測煤層氣井產(chǎn)出水的渾濁度，以便排采人員及時(shí)掌握煤層氣井的狀況變化。此外，自動(dòng)清洗的時(shí)間間隔也可以通過上一級控制設(shè)備或者測水裝置的顯示面板進(jìn)行設(shè)定。這樣每間隔設(shè)定時(shí)間，測水裝置自動(dòng)進(jìn)入清洗模式進(jìn)行容器清洗。

為了顯示測水過程中的參數(shù)，控制器連接有顯示裝置12，控制器連接有通訊模塊13，通訊模塊可以為無線或有線或藍(lán)牙等方式，顯示裝置可以為液晶顯示屏(觸摸式)或數(shù)字顯示器等等，顯示產(chǎn)水量、渾濁度數(shù)值及相關(guān)狀態(tài)變化，并通過通訊模塊向上級控制設(shè)備上報(bào)測量數(shù)值及狀態(tài)；控制器則采集裝置內(nèi)的各傳感器數(shù)值、計(jì)算以及控制閥的工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的要求，控制器控制第一控制閥、第二控制閥、步進(jìn)電機(jī)的工作，具體根據(jù)需要進(jìn)行切換。

本實(shí)用新型測水裝置自動(dòng)清洗模式控制描述如下；

1、進(jìn)入清洗模式后，首先測水容器蓄水至液位開關(guān)位置；

2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)使測水容器左右晃動(dòng)若干次(晃動(dòng)次數(shù)及幅度可設(shè)定)；

3、步進(jìn)電機(jī)控制測水容器以一定的轉(zhuǎn)速360度旋轉(zhuǎn)若干圈以倒空容器內(nèi)的水，并將容器內(nèi)沉積煤粉帶出(轉(zhuǎn)速和圈數(shù)可設(shè)定，控制器也會根據(jù)渾濁程度自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速和圈數(shù))；

4、控制器采集測水容器內(nèi)的渾濁度傳感器數(shù)值。如果采集到渾濁度值高于所設(shè)定的閾值，則重復(fù)1～4的步驟若干次，完成清洗；

當(dāng)煤層氣井產(chǎn)出水煤粉含量較大時(shí)，用煤層氣井產(chǎn)出水進(jìn)行容器清洗效果可能不理想。此時(shí)可以通過關(guān)閉第一控制閥，開啟第二控制閥，向水箱內(nèi)注入清水。重復(fù)上述1～4的步驟完成清洗。清洗完成后關(guān)閉第二控制閥，開啟第一控制閥，恢復(fù)煤層氣井產(chǎn)水測量。

煤層氣井產(chǎn)水渾濁度測量的方法描述如下；

(1)、每次測水容器蓄水測量水流量的同時(shí)都會通過容器內(nèi)的渾濁度傳感器測量煤層氣井產(chǎn)水渾濁度；

(2)、當(dāng)測水容器內(nèi)液位高度達(dá)到液位開關(guān)高度時(shí)，控制器采集并記錄渾濁度傳感器數(shù)值。該值即為當(dāng)前煤層氣井所產(chǎn)水的渾濁度；

(3)、當(dāng)煤層氣井產(chǎn)水渾濁度超過系統(tǒng)所設(shè)定的閾值，裝置顯示界面提示告警，同時(shí)通過通訊模塊向上級控制設(shè)備上報(bào)相關(guān)狀態(tài)。

(4)、根據(jù)產(chǎn)水渾濁度變化狀況，自動(dòng)調(diào)整自動(dòng)清洗模式的時(shí)間間隔，以避免容器底部堆積煤粉而影響測水精度。